精神疾患を有する患者による絵画のdeep learningを用いた画像解析

利用深度学习对精神疾病患者的绘画进行图像分析

基本信息

批准号：
20K07950
负责人：
須田史朗
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Jichi Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

絵画には、その作者の性格傾向や心理状態が反映されると考えられており、病跡学では統合失調症、双極性障害などに罹患した患者の描く絵にはその疾患に関連した特徴があることが示唆されている。また経験を積んだ精神科医師に共通する感覚として、患者が描いた絵画の「疾患らしさ」があるが、その解釈には一定の見解が得られていない。本研究では精神疾患を有する患者が描いた絵画を人工知能によるdeep learningを用いて解析し、疾患特異的な要素を検出する。本研究により疾患特異的な要素を検出することで、精神科診断に有用な新規アルゴリズムや補助ツールの開発が可能となることが期待される。研究代表者の所属する自治医科大学精神医学講座では、病棟が開設された1977年以来現在に至るまで、入院患者を対象とした絵画療法を継続しており、レクリエーションや病態把握に役立ててきた。過去40数年に描かれた作品はすべて講座内の資料室に保管されており、絵画総数は2万点約である。作成者は統合失調症患者、うつ病患者、双極性障害患者を中心に約2000名、健常者約500名である。これまでに、絵画作品2万点のスキャン作業を終え、データを電子化した。現在、それぞれの作品と臨床情報（作成日、性別、患者生年月日、診断、入院時の症状や臨床経過）の紐付け作業が進行中である。今後はデータに対してdeeplearningを用いた解析を行い、臨床情報との関連を網羅的に検索、疾患特異的な要素を検出する。疾患群と対照群の描画パターンを比較することにより、精神疾患（統合失調症、双極性障害、うつ病、摂食障害、神経症、発達障害）に関連する絵画の特徴（描かれている要素とその数・配置、色調、線の強弱、余白）を抽出する。最終的には絵画画像解析による精神科診断補助システムの開発を目指す。

这幅画被认为反映了艺术家的人格趋势和心理状态，病理学表明，精神分裂症，躁郁症等患者绘制的绘画具有与疾病有关的特征。经验丰富的精神科医生中的另一种常识是患者绘画的绘画的“像疾病”，但对这种解释没有一定的看法。在这项研究中，使用人工智能的深度学习来分析精神疾病患者绘制的绘画，以检测疾病特异性元素。希望通过检测特定疾病的元素，这项研究将使新型算法和辅助工具的开发用于精神诊断。研究人员所属的Jiji医科大学的精神病学系自1977年开放病房以来一直为住院的患者绘画治疗，并已被用来帮助娱乐和了解病理学。在过去的40年中，所有绘制的作品都存储在课程的材料室中，总共有20,000幅画。作者包括大约2,000名患者，主要是精神分裂症，抑郁症和躁郁症，大约有500名健康个体。到目前为止，他们已经完成了扫描20,000幅画并将数据数字化。目前，正在进行工作，将每项工作与临床信息联系起来（创建日期，性别，患者的出生日期，诊断，住院症状和临床过程）。将来，将使用深度学习，全面搜索与临床信息的关系以及检测特定疾病特定元素的关系进行分析。通过比较疾病和对照组的绘画模式，我们提取了与精神疾病（精神分裂症，双相情感障碍，抑郁症，饮食失调，饮食失调，神经病，发育障碍）有关的绘画特征（描述的元素及其数量和排列，色调，线条强度，边缘）。最终，该公司旨在使用绘画图像分析来开发精神病诊断辅助系统。